RU2529015C2

RU2529015C2 - Node and system for synchronous network

Info

Publication number: RU2529015C2
Application number: RU2012151959/07A
Authority: RU
Inventors: Магнус ДАНИЭЛЬССОН; Йеран РАНГНЕ
Original assignee: Нэт Инсайт Интеллекчуал Пропэти Аб
Priority date: 2010-06-11
Filing date: 2010-06-11
Publication date: 2014-09-27
Also published as: CN102934379A; WO2011154046A1; EP2580883B1; EP2580883A1; US20130091531A1; CN102934379B; RU2012151959A; US9277256B2

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.

SUBSTANCE: invention relates to time distribution in communication networks, and more specifically to synchronisation in digital television distribution network, and enables to reduce requirements on network infrastructure, particularly avoiding the need for dedicated networks. The invention discloses a node for facilitating time distribution in digital television distribution networks, which comprises an interface, a clock for establishing local time and a time-locked loop. The interface is configured for connecting said node to at least one neighbouring node over an isochronous transport link for transmission and reception of repetitive frames containing time information. The time-locked loop is configured to, based on remote time information received via the interface and local time information, synchronise said clock to the clock of at least one neighbouring node.

EFFECT: invention facilitates that the node, or a corresponding synchronous network comprising nodes according to the concept of the invention, is more insensitive to network delays.

14 cl, 6 dwg

Description

Область изобретенияField of Invention

Изобретение имеет отношение к временному распределению в коммуникационных сетях, а более конкретно к временной синхронизации в распределительных сетях цифрового телевидения (DTV).The invention relates to time distribution in communication networks, and more particularly to time synchronization in digital television distribution networks (DTV).

Предпосылки изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION

В распределении цифрового наземного телевидения (DTT) и мобильного цифрового телевидения (MDTV) зачастую используют одночастотные сети (SFN). В SFN несколько передатчиков одновременно посылают один и тот же сигнал на одном частотном канале.Distribution of digital terrestrial television (DTT) and mobile digital television (MDTV) often use single frequency networks (SFN). In SFN, several transmitters simultaneously send the same signal on the same frequency channel.

Во избежание помех в приемных антеннах передатчики в SFN должны быть синхронизированы для одновременного посылания их сигналов. Обычно это достигается установкой приемников системы глобального позиционирования (GPS) во всех местах установки передатчиков. Между тем, приемники GPS могут быть просто умышленно или неумышленно заглушены или отказывать по другим причинам, например, отказ оборудования, и представляют дополнительные затраты для сети в виде оборудования и контроля за ним. Кроме того, особым моментом может быть военный контроль GPS.In order to avoid interference in the receiving antennas, the transmitters in the SFN must be synchronized to send their signals simultaneously. This is usually achieved by installing Global Positioning System (GPS) receivers at all transmitter locations. Meanwhile, GPS receivers can simply be deliberately or unintentionally jammed or fail for other reasons, for example, equipment failure, and represent additional costs for the network in the form of equipment and control over it. In addition, military GPS control may be a special moment.

Также известны техники для временной синхронизации в узлах сети, не использующие GPS. Например, для синхронизации часов узлов сети и главного узла или генератора синхросигналов, использующих временные метки, может быть использован сетевой протокол временной синхронизации (NTP). Но точность NTP, по крайней мере, в невыделенных сетях слишком ограничена для временной синхронизации в распределительных сетях цифрового телевидения (DTV).Also known techniques for time synchronization in network nodes that do not use GPS. For example, to synchronize the clock of the network nodes and the main node or the clock generator using time stamps, a network time synchronization protocol (NTP) can be used. But NTP accuracy, at least in unallocated networks, is too limited for time synchronization in digital television (DTV) distribution networks.

WO 2008/103170 А раскрывает способ пользователя сети для извлечения опорной частоты, переносимой в физическом слое сигнала сети, поступающего от сервера, и использования ее для стабилизации генератора часов пользователя. Способ также включает определение значения поправки часов, основанное на временной метке сервера и временной метки пользователя.WO 2008/103170 A discloses a network user method for extracting a reference frequency carried in the physical layer of a network signal from a server and using it to stabilize a user clock generator. The method also includes determining a clock correction value based on a server timestamp and a user timestamp.

US 7535931 В раскрывает двусторонний протокол передачи времени для оценки ошибки времени между часами двух узлов сети.US 7535931 B discloses a two-way time transmission protocol for estimating a time error between the clocks of two network nodes.

Описание изобретенияDescription of the invention

Объектом изобретения является обеспечение более эффективной альтернативы вышеуказанным техникам и уровню техники.The object of the invention is to provide a more effective alternative to the above techniques and prior art.

Более конкретно объектом изобретения является создание улучшенного узла для временной синхронизации в синхронной сети и способ временной синхронизации в синхронной сети с встроенной функцией Передачи Времени, который подходит для интеграции в существующую синхронную сеть.More specifically, an object of the invention is to provide an improved node for time synchronization in a synchronous network and a method for time synchronization in a synchronous network with a built-in Time Transfer function, which is suitable for integration into an existing synchronous network.

Эти и другие объекты представленного изобретения получены с помощью узла синхронной сети, имеющего признаки, определенные в независимом пункте 1, с помощью способа узла в синхронной сети, определенные в независимом пункте 7, при помощи синхронной сети согласно пункту 6 и при помощи способа синхронной сети, определенного в независимом пункте 12. Варианты осуществления изобретения охарактеризованы в зависимых пунктах.These and other objects of the present invention are obtained using a synchronous network node having the features defined in independent clause 1, using a node method in a synchronous network defined in independent clause 7, using a synchronous network according to paragraph 6 and using the synchronous network method, as defined in independent clause 12. Embodiments of the invention are described in dependent clauses.

Согласно первому аспекту изобретения создан узел для синхронной сети. Узел содержит интерфейс, часы и петлю временной синхронизации. Интерфейс разработан для соединения узла с по крайней мере одним соседним узлом изохронным транспортным каналом. Изохронный транспортный канал разработан для передачи и приема периодических кадров. Периодические кадры содержат информацию о времени. Часы разработаны для установления локального времени. Петля временной синхронизации разработана для синхронизации часов с часами по крайней мере одного соседнего узла. Синхронизация использует информацию об удаленном времени, полученную через интерфейс, информацию о локальном времени и компенсацию задержки от указанного удаленного узла.According to a first aspect of the invention, a node for a synchronous network is created. The node contains an interface, a clock, and a time synchronization loop. The interface is designed to connect a node to at least one neighboring node with an isochronous transport channel. The isochronous transport channel is designed to transmit and receive periodic frames. Periodic frames contain time information. The watch is designed to set local time. The time synchronization loop is designed to synchronize the clock with the clock of at least one neighboring node. Synchronization uses the remote time information received through the interface, local time information and delay compensation from the specified remote node.

Согласно второму аспекту изобретения создана синхронная сеть, содержащая множество узлов в соответствии с представленным изобретением.According to a second aspect of the invention, a synchronous network is created comprising a plurality of nodes in accordance with the present invention.

Согласно третьему аспекту изобретения создан способ узла в синхронной сети. Синхронная сеть содержит множество узлов. Каждый узел соединен через интерфейс с по крайней мере одним соседним узлом из указанного множества изохронным транспортным каналом. Изохронный транспортный канал разработан для передачи и приема периодических кадров. Периодические кадры содержат информацию о времени. Способ включает этапы получения информации об удаленном времени, отправление информации о локальном времени и синхронизацию часов узла с часами по крайней мере одного из соседних узлов. Информация об удаленном времени получается от по крайней мере одного из соседних узлов с использованием интерфейса. Информация о локальном времени отправляется на по крайней мере один из соседних узлов с использованием интерфейса. На этапе синхронизации часов узла с часами по крайней мере одного соседнего узла используются информация об удаленном времени и информация о локальном времени.According to a third aspect of the invention, a method of a node in a synchronous network is provided. A synchronous network contains many nodes. Each node is connected through an interface with at least one neighboring node from the specified set of isochronous transport channel. The isochronous transport channel is designed to transmit and receive periodic frames. Periodic frames contain time information. The method includes the steps of obtaining information about the remote time, sending information about the local time and synchronizing the node’s clock with the clock of at least one of the neighboring nodes. Remote time information is obtained from at least one of the neighboring nodes using an interface. Local time information is sent to at least one of the neighboring nodes using the interface. At the stage of synchronizing the clock of the node with the clock of at least one neighboring node, information about the remote time and local time information are used.

Согласно четвертому аспекту изобретения создан способ синхронной сети. Синхронная сеть содержит множество узлов. Узлы соединены попарно изохронными транспортными каналами. Способ содержит этапы согласования топологии синхронизации сети и синхронизации множества узлов с главным узлом. Этап синхронизации множества узлов с главным узлом использует двунаправленный обмен информацией о времени по изохронным транспортным каналам.According to a fourth aspect of the invention, a synchronous network method is provided. A synchronous network contains many nodes. The nodes are connected in pairs by isochronous transport channels. The method comprises the steps of matching the network synchronization topology and synchronizing multiple nodes with the main node. The synchronization phase of multiple nodes with the main node uses a bi-directional exchange of time information over isochronous transport channels.

Представленное изобретение использует понимание того, что транспортная сеть, используемая для распределения данных или содержания, например, видеоданных в случае распределительной сети DTV, может быть использована для распределения информации о времени от главного узла ко всем узлам сети. Таким образом, может быть достигнута временная синхронизации всех узлов сети с уходом от необходимости в приемниках GPS при этом.The presented invention uses the understanding that the transport network used to distribute data or content, for example, video data in the case of a DTV distribution network, can be used to distribute time information from the main node to all nodes of the network. Thus, temporary synchronization of all network nodes can be achieved with avoiding the need for GPS receivers in this case.

Согласно варианту осуществления изобретения в способе двусторонней передачи времени используются информация о локальном времени и информация об удаленном времени. Другими словами, используется способ передачи времени, основанный на двунаправленном обмене информацией о времени между соседними узлами сети.According to an embodiment of the invention, the local time information and the remote time information are used in the two-way time transmission method. In other words, a time transmission method based on a bi-directional exchange of time information between neighboring network nodes is used.

Согласно варианту осуществления изобретения петля временной синхронизации разработана для синхронизации часов с часами по крайней мере одного соседнего узла. Синхронизация использует разницу во времени, рассчитанную из информации об удаленном времени и информации о локальном времени. С этой целью часы узла сети, которые должны быть синхронизированы с часами соседнего узла, именуемого узлом-источником, фазово подстроены на разницу во времени между часами двух узлов. Разница во времени между узлами может быть рассчитана в соответствии со способом двусторонней передачи времени. Петля временной синхронизации получается за счет фазовой подстройки часов узла на разницу во времени. Описанные тут варианты осуществления представленного изобретения являются предпочтительными, поскольку они упрощают систему, которая более нечувствительна к сетевым задержкам. Таким образом, снижены требования к инфраструктуре сети. В особенности, нет необходимости в выделенных сетях.According to an embodiment of the invention, the time synchronization loop is designed to synchronize the clock with the clock of at least one neighboring node. Synchronization uses the time difference calculated from the remote time information and the local time information. To this end, the clock of the network node, which must be synchronized with the clock of the neighboring node, called the source node, is phase-adjusted to the time difference between the clocks of the two nodes. The time difference between the nodes can be calculated in accordance with the method of two-way transmission of time. The time synchronization loop is obtained due to the phase adjustment of the node clock to the time difference. Embodiments of the present invention described herein are preferred because they simplify a system that is more insensitive to network latency. Thus, reduced network infrastructure requirements. In particular, there is no need for dedicated networks.

Согласно варианту осуществления изобретения интерфейс дополнительно разработан для выбора по крайней мере одного из соседних узлов в качестве источника информации об удаленном времени. Выбор проводится согласно топологии синхронизации синхронной сети. Так, если узел сети соединен с несколькими соседними узлами, любой из соседних узлов может быть выбран в качестве узла-источника для синхронизации часов узла. Узел-источник может быть определен также, например, путем настройки узла во время развертывания сети или может быть выбран динамически. Источник может быть выбран, например, основываясь на текущем состоянии каналов связи и узлов сети, или основываясь на измерениях, проведенных при достигнутой синхронной стабильности. Узел-источник может быть выбран согласно топологии сетевой синхронизации, полученной из протокола синхронизации.According to an embodiment of the invention, the interface is further designed to select at least one of the neighboring nodes as a source of remote time information. The selection is made according to the synchronization network synchronization topology. So, if a network node is connected to several neighboring nodes, any of the neighboring nodes can be selected as the source node for synchronizing the clock of the node. The source node can also be determined, for example, by configuring the node during network deployment or can be selected dynamically. The source can be selected, for example, based on the current state of communication channels and network nodes, or based on measurements taken with achieved synchronous stability. The source node may be selected according to the network synchronization topology obtained from the synchronization protocol.

Согласно варианту осуществления изобретения, синхронная сеть является сетью с динамическим синхронным режимом передачи (DTM). Сети DTM основаны на временном мультиплексировании и разработаны для обеспечения гарантированного качества обслуживания (QoS), например, для потокового видео, но могут быть также использованы для пакетных услуг. Все узлы сети DTM синхронизированы относительно частоты и относительной фазы. Варианты осуществления изобретения могут также использовать другие синхронные сети, такие как SDH/SONET или синхронный Ethernet. Согласно варианту осуществления изобретения создана синхронная сеть. Синхронная сеть содержит множество узлов. Узлы попарно соединены изохронными транспортными каналами. Узлы разработаны для согласования топологии синхронизации сети для синхронизации множества узлов с главным узлом. Синхронизация выполняется путем двунаправленного обмена информацией о времени по изохронным транспортным каналам. Другими словами, согласно варианту осуществления изобретения каждый узел сети может быть синхронизирован для поддержания одной и той же абсолютной фазы, фаза которого определяется главным узлом сети. Главный узел может управляться, например, генератором синхросигналов.According to an embodiment of the invention, the synchronous network is a dynamic synchronous transmission mode (DTM) network. DTM networks are based on time division multiplexing and are designed to provide guaranteed quality of service (QoS), for example, for streaming video, but can also be used for packet services. All nodes in the DTM network are synchronized with respect to frequency and relative phase. Embodiments of the invention may also use other synchronous networks, such as SDH / SONET or synchronous Ethernet. According to an embodiment of the invention, a synchronous network is created. A synchronous network contains many nodes. The nodes are connected in pairs by isochronous transport channels. The nodes are designed to align the network synchronization topology to synchronize multiple nodes with the main node. Synchronization is performed by bi-directional exchange of time information via isochronous transport channels. In other words, according to an embodiment of the invention, each network node can be synchronized to maintain the same absolute phase, the phase of which is determined by the main network node. The main node can be controlled, for example, by a clock generator.

Синхронизация сетевых узлов достигается с использованием способа двусторонней передачи времени так, что узел-источник передает его локальное время соседним узлам, а соседние узлы возвращают их соответствующее локальное время. Тогда разница во времени между узлом-источником и соответствующими соседними узлами может быть рассчитана и использована для поправки часов соседних узлов так, что их соответствующее локальное время такое же, как локальное время узла-источника. Это означает поддержание на соседних узлах такой же абсолютной фазы, как и на узле-источнике. Поскольку соседний узел синхронизирован с узлом-источником, он может по очереди распределять свое локальное время своим соседним узлам так, что соседние узлы могут синхронизироваться с узлом-источником. Процесс может продолжаться пока все узлы в сети не обретут одинаковую абсолютную фазу, т.е. одинаковое локальное время, как у главного узла. Сеть, согласно варианту осуществления изобретения, может содержать более одного главного узла для достижения резервирования. Если представленный главный узел ошибается или ошибается коммуникационный канал, соединяющий представленный главный узел с остальной сетью, может быть назначен другой главный узел, а топология синхронизации сети адаптируется для распределения времени нового главного узла к другим узлам сети.The synchronization of network nodes is achieved using a two-way time transfer method so that the source node transmits its local time to neighboring nodes, and neighboring nodes return their corresponding local time. Then the time difference between the source node and the corresponding neighboring nodes can be calculated and used to adjust the clock of the neighboring nodes so that their corresponding local time is the same as the local time of the source node. This means maintaining on the neighboring nodes the same absolute phase as on the source node. Since the neighboring node is synchronized with the source node, it can in turn distribute its local time to its neighboring nodes so that neighboring nodes can synchronize with the source node. The process can continue until all nodes in the network acquire the same absolute phase, i.e. same local time as the main node. A network, according to an embodiment of the invention, may comprise more than one main node to achieve redundancy. If the presented main node is mistaken or the communication channel connecting the presented main node to the rest of the network is wrong, another main node can be assigned, and the network synchronization topology is adapted to distribute the time of the new main node to other network nodes.

Согласно варианту осуществления способа для синхронизированной сети способ дополнительно включает в отдельном узле временное мультиплексирование информации о времени от множества узлов, соединенных с этим отдельным узлом, и впоследствии синхронизацию мультиплексированной во времени информации о времени с главным узлом в том отдельном узле.According to an embodiment of the method for a synchronized network, the method further includes temporarily multiplexing time information from a plurality of nodes connected to this separate node in a separate node, and subsequently synchronizing time-multiplexed time information with a main node in that separate node.

Дополнительные объекты, признаки и преимущества настоящего изобретения становятся понятными при изучении следующего подробного описания, чертежей и формулы изобретения. Специалисты в данной области понимают, что различные признаки настоящего изобретения могут быть объединены для создания вариантов осуществления, отличных от описанных далее.Additional objects, features, and advantages of the present invention will become apparent upon examination of the following detailed description, drawings, and claims. Specialists in this field understand that various features of the present invention can be combined to create embodiments other than those described below.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Изложенное, так же как и дополнительные объекты, признаки и преимущества представленного изобретения, будет более понятно с помощью следующего иллюстративного и не ограничивающего подробного описания вариантов осуществления представленного изобретения со ссылками на чертежи изобретения, на которых:The foregoing, as well as additional objects, features and advantages of the presented invention, will be more clearly understood using the following illustrative and non-limiting detailed description of embodiments of the present invention with reference to the drawings of the invention, in which:

На Фиг.1 изображена SFN для распределения DTV с использованием GPS синхронизации.Figure 1 shows SFN for DTV distribution using GPS synchronization.

На Фиг.2 изображена SFN для распределения DTV с использованием синхронизации Передачи Времени согласно варианту осуществления изобретения.FIG. 2 shows an SFN for distributing DTV using Time Transfer synchronization according to an embodiment of the invention.

На Фиг.3 проиллюстрирован кадр DTM.3 illustrates a DTM frame.

На Фиг.4 изображен узел сети в соответствии с вариантом осуществления изобретения.Figure 4 shows a network node in accordance with an embodiment of the invention.

На Фиг.5 изображена топология синхронизации сети в соответствии с вариантом осуществления изобретения.5 shows a network synchronization topology in accordance with an embodiment of the invention.

На Фиг.6 проиллюстрирована двусторонняя Передача Времени в соответствии с вариантом осуществления изобретения.6 illustrates a two-way Time Transfer in accordance with an embodiment of the invention.

Все фигуры схематичные, необязательны к представлению в определенном масштабе и, вообще, показывают части, необходимые в порядке прояснения изобретения, тогда как другие части могут быть опущены или только предложены.All figures are schematic, not necessarily to be shown on a particular scale and, in general, show the parts necessary in order to clarify the invention, while other parts may be omitted or only proposed.

Детальное описаниеDetailed description

На Фиг.1 показана обычная распределительная сеть 100 DTV для SFN передачи с использованием GPS. В главном блоке 101 программные потоки от различных каналов ввода могут быть получены и мультиплексированы в подходящие транспортные потоки, например, транспортные потоки MPEG в DVB-ASI формате (Цифровое Видео Вещание-Асинхронный Последовательный Интерфейс). Информация синхронизации, считанная с приемника 104 GPS, вставляется в транспортный поток.1 shows a conventional DTV distribution network 100 for GPS SFN transmission. In the main block 101, program streams from various input channels can be received and multiplexed into suitable transport streams, for example, MPEG transport streams in DVB-ASI format (Digital Video Broadcasting-Asynchronous Serial Interface). The synchronization information read from the GPS receiver 104 is inserted into the transport stream.

Транспортные потоки передаются через транспортную сеть 102, которая обеспечивает множественные соединения от главного блока 101 ко всем передающим блокам 103. Транспортная сеть 102 может включать, например, оптическое волокно или микроволновые каналы.Transport streams are transmitted through a transport network 102, which provides multiple connections from the main unit 101 to all transmitting units 103. The transport network 102 may include, for example, optical fiber or microwave channels.

На передающих блоках 103 время распространения по транспортной сети 102 может быть компенсировано сравнением вставленной информации синхронизации со сведениями о локальном времени, полученными от приемников 104 GPS, которыми оснащены передающие блоки 103. Дополнительная задержка для синхронизации передачи SFN может быть рассчитана при помощи сравнения полученной информации синхронизации с локальным временем.On the transmitting units 103, the propagation time on the transport network 102 can be compensated by comparing the inserted synchronization information with the local time information received from the GPS receivers 104 with which the transmitting units 103 are equipped. The additional delay for synchronizing the SFN transmission can be calculated by comparing the received synchronization information with local time.

Информация синхронизации может быть предоставлена, например, приемниками 104 GPS для главного блока 101 и передающих блоков 103 с использованием как 10 МГц опорной частоты, так и системы отсчета времени Импульс В Секунду (PPS). Система отсчета времени PPS может быть поделена на 100 этапов, обеспеченных циклами 10 МГц опорной частоты. Это используется для временной метки транспортного потока видео в главном блоке 101. Временная метка вкладывается в транспортный поток и позволяет передающим блокам 103 синхронизировать сигнал с локальным наличествующим сигналом GPS так, что передатчики будут передавать сигнал почти в одно и то же время. Временная метка видео-потока обычно выполняется в адаптере SFN.Synchronization information can be provided, for example, by GPS receivers 104 for the main unit 101 and transmitting units 103 using both a 10 MHz reference frequency and a Pulse Per Second (PPS) timing system. The PPS time reference system can be divided into 100 stages, provided by 10 MHz cycles of the reference frequency. This is used to timestamp the video transport stream in the main unit 101. The timestamp is embedded in the transport stream and allows the transmitting units 103 to synchronize the signal with the local GPS signal present so that the transmitters transmit the signal almost at the same time. The timestamp of the video stream is usually performed in the SFN adapter.

На Фиг.2 изображена распределительная сеть 200 DTV в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Как в обычной распределительной сети 100, которая обсуждалась со ссылкой на Фиг.1, программные потоки, полученные от различных каналов ввода, могут быть мультиплексированы в подходящие транспортные потоки, например, транспортные потоки MPEG в DVB-ASI формате, в главном блоке 201, вместе с информацией синхронизации, считанной с приемника 204 GPS.2 depicts a DTV distribution network 200 in accordance with an embodiment of the invention. As in the conventional distribution network 100, which was discussed with reference to FIG. 1, program streams received from various input channels can be multiplexed into suitable transport streams, for example, MPEG transport streams in DVB-ASI format, in the main unit 201, together with timing information read from GPS receiver 204.

Транспортные потоки передаются сквозь транспортную сеть 202, которая обеспечивает многоадресные соединения от главного блока 201 ко всем передающим блокам 203, т.е. узлам в сети. Транспортная сеть 202 может включать, например, оптическое волокно или микроволновые каналы.Transport streams are transmitted through a transport network 202, which provides multicast connections from the main unit 201 to all transmitting units 203, i.e. nodes in the network. Transport network 202 may include, for example, optical fiber or microwave channels.

По сравнению с обычной распределительной сетью 100 DTV распределительная сеть 200, показанная на Фиг.2, не использует приемники GPS на передающих блоках 203. Вместо этого узлы распределительной сети 200, т.е. главный блок 201 и передающие блоки 203 синхронизованы обменом информации о времени по транспортной сети 202.Compared to a conventional DTV distribution network 100, the distribution network 200 shown in FIG. 2 does not use GPS receivers on the transmitting units 203. Instead, the nodes of the distribution network 200, i.e. the main unit 201 and the transmitting units 203 are synchronized by the exchange of time information over the transport network 202.

Вместе с распределительной сетью DTV 200, согласно варианту осуществления изобретения, распределение информации о времени с целью синхронизации всех узлов сети совершается по той же транспортной сети 202, которая переносит видеосигналы. В главном блоке 201 используются такие же сигналы системы отсчета времени, как и в обычных распределительных сетях 100 DTV, которые обеспечиваются генератором 204 синхросигналов в виде приемника 204 GPS или любым другим пригодным генератором 204 синхросигналов. Обратите внимание, что главный блок 201 и генератор 204 синхросигналов не обязательно расположены в одном месте. Для показа того, что временная метка для видеосигнала не ограничивает наличие генератора 204 синхросигналов на ее стороне, здесь главный блок 201 разделен на два узла 201^{1 и} 201².Together with the distribution network DTV 200, according to an embodiment of the invention, the distribution of time information in order to synchronize all nodes of the network is performed on the same transport network 202, which carries video signals. The main unit 201 uses the same timing system signals as in conventional DTV distribution networks 100, which are provided by a clock generator 204 in the form of a GPS receiver 204 or any other suitable clock generator 204. Please note that the main unit 201 and the clock generator 204 are not necessarily located in one place. To show that the time stamp for the video signal does not limit the presence of the clock generator 204 on its side, here the main unit 201 is divided into two nodes 201 ^{1 and} 201 ² .

Узел 201¹ обеспечивает временные метки для видеосигналов в сети, а узел 201² обеспечивает генератор 204 синхросигналов для синхронизации всех узлов сети, включая узел 201¹. В альтернативном воплощении главный блок 201 является отдельным узлом, обеспечивающим и временные метки для видеосигналов, и систему отсчета времени из генератора 204 синхросигналов для синхронизации всех узлов сети. В альтернативном варианте могут существовать несколько главных узлов для глобального или локального распределения по сети 202 ко всем или части передающих узлов 203. Информация о времени синхронизации распределяется через транспортную сеть 202, а в передающих блоках 203 такая же информация синхронизации обеспечивается для передатчика SFN, как это обеспечивается приемником 104 GPS в обычных распределительных сетях 100.Node 201 ¹ provides time stamps for video signals in the network, and node 201 ² provides a clock generator 204 for synchronizing all nodes of the network, including node 201 ¹ . In an alternative embodiment, the main unit 201 is a separate unit providing both time stamps for video signals and a time reference system from a clock generator 204 for synchronizing all network nodes. Alternatively, there may be several main nodes for global or local distribution over the network 202 to all or part of the transmitting nodes 203. Information about the synchronization time is distributed through the transport network 202, and in the transmitting units 203 the same synchronization information is provided for the SFN transmitter, as provided by GPS receiver 104 in conventional distribution networks 100.

Распределительная сеть DTV 200, согласно варианту осуществления изобретения, может быть основана, например, на сети с Динамическим Синхронным Режимом Передачи (DTM), стандартизованной Европейским Институтом Телекоммуникационных Стандартов (ETSI). DTM разработан для обеспечения гарантированного качества обслуживания (QoS), например, для видео- и аудиопотока, но может быть также использован для пакетных услуг. Транспортный механизм DTM основан на временном мультиплексировании и является, в этом смысле, подобным SDH/SONET, хотя и более гибким и адаптируемым ко всем типам трафика и применений. С другой стороны, сигнальную систему можно было бы сравнить с имеющимся в пакетных технологиях, таких как Асинхронный Режим Передачи (ATM) и Интернет Протокол (IP).The DTV 200 distribution network according to an embodiment of the invention can be based, for example, on a Dynamic Synchronous Transmission Mode (DTM) network standardized by the European Telecommunications Standards Institute (ETSI). DTM is designed to provide guaranteed quality of service (QoS), for example, for video and audio streaming, but can also be used for packet services. The DTM transport mechanism is based on time multiplexing and is, in this sense, similar to SDH / SONET, although more flexible and adaptable to all types of traffic and applications. On the other hand, the signaling system could be compared to that available in packet technologies such as Asynchronous Transfer Mode (ATM) and Internet Protocol (IP).

Как показано на Фиг.3, в DTM передаче объем канала поделен на кадры 301 фиксированного размера длительностью 125 мкс, которые дополнительно поделены на количество 64-битных временных слотов. Число временных слотов в кадре зависит от скорости цифрового потока в канале. Слоты могут быть использованы также для внутренней сетевой сигнализации, т.е. как слоты 302 управления или для трафика пользователя, т.е. как слоты 303 данных. Поскольку каждый слот делает 8000 повторений в секунду, транспортная способность слота 512 кб/с.As shown in FIG. 3, in DTM transmission, the channel volume is divided into fixed-size frames 301 of 125 μs duration, which are further divided by the number of 64-bit time slots. The number of time slots in a frame depends on the speed of the digital stream in the channel. Slots can also be used for internal network signaling, i.e. as control slots 302 or for user traffic, i.e. like 303 data slots. Since each slot does 8000 repetitions per second, the transport capacity of the slot is 512 kb / s.

На Фиг.4 проиллюстрирован узел 400 для распределительной сети DTV в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Обратите внимание, что узел 400 соответствует узлу 203, как описано выше. Узел 400 содержит сетевой интерфейс 401 для соединения узла с по крайней мере одним соседним узлом для отправления и получения данных через пару однонаправленных транспортных каналов 402. Эти транспортные каналы могут быть, например, DTM каналами. Узел 400 дополнительно соединен с передатчиком 405 для передачи синхронных потоков, таким образом, передатчик 405 включает элемент 403 синхронизации для синхронизации передачи транспортного потока с временной привязкой, полученной от узла 400. Узел 400 обеспечивает рабочий сигнал для передачи в форме АТМ-сигнала, 10 МГц и PPS временную привязку, содержащий информацию о времени и частоте, на которой рабочий сигнал должен быть передан на элемент 403 синхронизации в передатчике 405. Интерфейс синхронизации, который включает элемент 404 синхронизации, восстанавливает синхронизацию в виде 10 МГц и PPS так, что достигается удобное взаимодействие между передатчиком 405 и синхронизатором 403. Кроме того, транспортный поток ТВ-сигнала обеспечивается через интерфейс 405, например, ASI или Ethernet. Передатчик 405 синхронизирует транспортный поток, используя сигналы синхронизации перед модуляцией, усилением и передачей. Далее, временная привязка в узле 400 обеспечивается локальными часами, т.е., элементом 404 синхронизации, синхронизированным с системой отчета времени распределительной сети DTV. Локальные часы 404 связаны с интерфейсом 401 для обмена, т.е., отправки и получения, информацией о времени с по крайней мере одним соседним узлом, который соединен через узел 400 транспортным каналом 402.FIG. 4 illustrates a node 400 for a DTV distribution network in accordance with an embodiment of the invention. Note that the node 400 corresponds to the node 203, as described above. The node 400 comprises a network interface 401 for connecting the node to at least one neighboring node for sending and receiving data through a pair of unidirectional transport channels 402. These transport channels can be, for example, DTM channels. The node 400 is additionally connected to a transmitter 405 for transmitting synchronous streams, so the transmitter 405 includes a synchronization element 403 for synchronizing the transmission of the transport stream with the time reference received from the node 400. The node 400 provides a working signal for transmission in the form of an ATM signal, 10 MHz and PPS time reference, containing information about the time and frequency at which the operating signal should be transmitted to the synchronization element 403 in the transmitter 405. The synchronization interface, which includes the synchronization element 404, res anavlivaet synchronization as 10 MHz and PPS as that achieved convenient interaction between transmitter 405 and synchronizer 403. Additionally, the transport stream provided by the TV signal via the interface 405, for example, ASI or Ethernet. Transmitter 405 synchronizes the transport stream using synchronization signals before modulation, amplification, and transmission. Further, the timing in the node 400 is provided by the local clock, i.e., the synchronization element 404 synchronized with the time reporting system of the DTV distribution network. The local clock 404 is connected to an interface 401 for exchanging, i.e., sending and receiving, time information with at least one neighboring node, which is connected through the node 400 by a transport channel 402.

Много интерфейсов, таких как представленные каналами 402¹ и 402², могут быть мультиплексированы во времени в интерфейсе 401 до отправки в централизованное измерение фазы в часах 404. Это представляет четвертый аспект изобретения подходящим для простого интерфейса 401 и, таким образом, более низкой сложности реализации при расширении синхронной транспортной системы для включения Передачи Времени. Синхронный сигнал, повторяющийся с номинальным периодом 125 мкс и имеющий низкий джиттер, подходит для временного мультиплексирования между интерфейсами и одним центральным измерением дробной величины высокого разрешения.Many interfaces, such as those represented by channels 402 ¹ and 402 ² , can be time-multiplexed on interface 401 before being sent to a centralized phase measurement in clock 404. This represents a fourth aspect of the invention suitable for simple interface 401 and thus lower implementation complexity when expanding the synchronous transport system to enable Time Transfer. A synchronous signal repeating with a nominal period of 125 μs and having a low jitter is suitable for temporal multiplexing between interfaces and one central measurement of a high-resolution fractional quantity.

На Фиг.5 проиллюстрирована синхронизация узлов в распределительной сети 500 DTV. Сеть 500 состоит из множества узлов 501. Отдельные узлы, например, узлы 501¹ и 501⁵,оборудованы генераторами 502 синхросигналов, например приемниками GPS, и могут служить главными узлами для временного распределения по сети 500, т.е. для обеспечения информацией о времени других узлов сети 500. Обычно один главный узел, например узел 501¹ _, используется для синхронизации всех узлов сети, а другие узлы, обеспеченные генераторами синхросигналов, такой как узел 501¹ на Фиг.5, служат резервными узлами. Дополнительно, каждый узел 501¹ и 501⁵ может служить главным узлом для части сети.5 illustrates node synchronization in a 500 DTV distribution network. The network 500 consists of a plurality of nodes 501. Individual nodes, for example, nodes 501 ¹ and 501 ⁵ , are equipped with clock generators 502, for example GPS receivers, and can serve as the main nodes for temporary distribution over the network 500, i.e. to provide time information to other nodes of the network 500. Typically, one main node, such as node 501 ¹ _{, is} used to synchronize all nodes in the network, and other nodes provided by clock generators, such as node 501 ¹ in FIG. 5, serve as backup nodes. Additionally, each node 501 ¹ and 501 ⁵ can serve as a main node for part of the network.

Точечная 503 и пунктирная 504 линии иллюстрируют возможные топологии синхронизации для распределения информации синхронизации от главных узлов 501¹ и/или 501⁵ к другим узлам сети 500. Если сеть 500 является сетью DTM, топология синхронизации автоматически определяется протоколом синхронизации DTM (DSYP). В случае ошибки синхронизационного пути DSYP пересчитает дерево синхронизации, позволяя автоматическое восстановление синхронизации и избегая петель синхронизации в сети.The dotted line 503 and dotted line 504 illustrate possible timing topologies for distributing timing information from the main nodes 501 ¹ and / or 501 ⁵ to other nodes of the network 500. If the network 500 is a DTM network, the synchronization topology is automatically determined by the DTM Synchronization Protocol (DSYP). In the event of a synchronization path error, DSYP recounts the synchronization tree, allowing automatic restoration of synchronization and avoiding synchronization loops in the network.

В распределительной сети DTV, согласно варианту осуществления изобретения, для синхронизации всех узлов сети с генератором синхросигналов используется способ двусторонней Передачи Времени. Используя двустороннюю Передачу Времени, узел-источник передает свое локальное время своим соседним узлам. Соседние узлы возвращают их время узлу-источнику. Тогда узлы могут рассчитать разницу во времени, которая может быть использована для синхронизации с часами узла-источника. Этот процесс повторяется, пока все узлы сети не будут работать на одном времени. Например, ссылаясь на Фиг.5, узел 502² может синхронизировать свои часы с часами узла 501¹, которые контролируются генератором синхросигналов 502¹. Тогда узел 501⁴ может синхронизироваться с узлом 502² и так далее.In a DTV distribution network, according to an embodiment of the invention, a two-way Time Transfer method is used to synchronize all network nodes with a clock generator. Using a two-way Time Transfer, the source node transmits its local time to its neighboring nodes. Neighboring nodes return their time to the source node. Then the nodes can calculate the time difference, which can be used to synchronize with the clock of the source node. This process is repeated until all nodes in the network work at the same time. For example, referring to FIG. 5, the node 502 ² can synchronize its clock with the clock of the node 501 ¹ , which are controlled by the clock generator 502 ¹ . Then the node 501 ⁴ can synchronize with the node 502 ² and so on.

Два соседних узла, согласно варианту осуществления изобретения, могут синхронизировать свои соответствующие часы за счет использования двунаправленного обмена информацией о времени согласно схеме двусторонней Передачи Времени. Это достигается передачей информации о времени соседним узлам и получением информации о времени от соседних узлов. Если распределительная сеть DTV является сетью DTM, информация о времени может быть передана выделенным слотом, т.е. каналом Передачи Времени, например, слот 302 на Фиг.3. Канал Передачи Времени может быть использован для передачи временных меток, измерений разницы во времени, коэффициентов поправки и многочисленных статистических данных между узлами, участвующими в двусторонней Передаче Времени.Two neighboring nodes, according to an embodiment of the invention, can synchronize their respective clocks by using bidirectional time information exchange according to a two-way Time Transfer scheme. This is achieved by transmitting time information to neighboring nodes and receiving time information from neighboring nodes. If the DTV distribution network is a DTM network, time information may be transmitted in a dedicated slot, i.e. Time Transmission channel, for example, slot 302 in FIG. 3. The Time Transmission Channel can be used to transmit time stamps, time difference measurements, correction factors, and numerous statistics between nodes participating in two-way Time Transmission.

В варианте, согласно представленному изобретению, вместо выполнения отдельной маршрутизации синхронизации в сети, которая обычно представляет собой 8 кГц частотное распределение, и отдельной маршрутизации распределения Передачи Времени в сети маршрутизация обоих распределений строго ограничена общей маршрутизацией. В дополнение к двойной функциональности отдельная маршрутизация требует сложного управления устранением сбоев. Общая маршрутизация может потребовать небольших корректировок в алгоритме маршрутизации для оптимизации выполнения. Тем не менее, корректировки для общей маршрутизации связаны с гораздо меньшими операционными вопросами, чем управление устранения сбоев отдельной маршрутизацией. Далее, общая маршрутизация распределений обеспечивает улучшенную ясность для выбранной маршрутизации.In the embodiment according to the present invention, instead of performing a separate routing of synchronization in the network, which is usually an 8 kHz frequency distribution, and separately routing the distribution of Time Transmission in the network, the routing of both distributions is strictly limited to general routing. In addition to dual functionality, separate routing requires sophisticated troubleshooting management. General routing may require minor adjustments to the routing algorithm to optimize execution. However, adjustments for general routing involve much less operational issues than managing routing failures by separate routing. Further, general routing of distributions provides improved clarity for selected routing.

Каналы Передачи Времени размещены так, что они обеспечивают одинаковую информацию в двух направлениях. Таким образом, информация не зависит от выбора маршрутизации синхронизации/Передачи Времени в сети. Поскольку узел выбран в качестве узла-источника для соседнего узла, он имеет всю информацию, например, временные метки, измерения разницы во времени, коэффициенты поправки и другие разнообразные статистические данные между узлами, включенными в двустороннюю Передачу Времени. Таким образом, все узлы автоматически потенциально являются узлами-источниками для своих соседних узлов. Так, актуальная маршрутизация синхронизации/Передачи Времени в сети основывается на локальном выборе на каждом узле. Это разрешает беспрерывную перемаршрутизацию Передачи Времени, как определено динамической маршрутизацией синхронизации.Time Transmission channels are positioned so that they provide the same information in two directions. Thus, the information does not depend on the choice of the synchronization / Time Transfer routing in the network. Since the node is selected as the source node for the neighboring node, it has all the information, for example, time stamps, time difference measurements, correction factors, and various other statistics between the nodes included in the two-way Time Transfer. Thus, all nodes are automatically potentially source nodes for their neighboring nodes. So, the actual synchronization / Time Transfer routing in the network is based on local selection at each node. This allows continuous re-routing of the Time Transmission, as determined by dynamic synchronization routing.

Основной принцип двусторонней Передачи Времени показан на Фиг.6. Время должно быть распределено от узла-источника А со шкалой t_A локального времени к подчиненному узлу В со шкалой t_B локального времени. Узел-источник может считывать свою шкалу времени из генератора синхросигналов, например, приемника GPS, или он может быть синхронизирован с главным узлом сети. С помощью протокола DSYP узел В настроен для получения информации о времени от узла А.The basic principle of two-way Time Transfer is shown in FIG. 6. The time should be distributed from the source node A with the local time scale t _A to the subordinate node B with the local time scale t _B. The source node can read its timeline from a clock generator, for example, a GPS receiver, or it can be synchronized with the main network node. Using the DSYP protocol, node B is configured to receive time information from node A.

Дополнительно может быть реализовано то, что до тех пор, пока обмен находится относительно близко во времени, обмен временными метками может быть перекрыт (t_B1<t_B3<t_B2) или представлен в обратном порядке (t_B3<t_B1<t_B2) без изменения функциональности. Дополнительно, узел А может вставлять свое локальное время t_A1 в поток, который передается на узел В и достигает узла В в локальное время t_B2.Additionally, it can be realized that as long as the exchange is relatively close in time, the exchange of time stamps can be blocked (t _B1 <t _B3 <t _B2 ) or presented in the reverse order (t _B3 <t _B1 <t _B2 ) without changing functionality. Additionally, node A can insert its local time t _A1 into the stream, which is transmitted to node B and reaches node B at local time t _B2 .

В приемнике на узле В сформирован псевдодиапазон наблюдений p_AB=t_B2-t_A1. Тогда локальные часы узла А являются t_A2. Таким же образом узел В может послать временную метку на узел А в локальное время t_B3 и t_A3 соответственно, которая получается узлом А в локальное время t_A4 и t_B4 соответственно. Псевдодиапазон наблюдений p_BA=t_A4-t_B3 формируется в приемнике узла А. Далее применяются нижеследующие отношения:In the receiver at node B, a pseudo-range of observations p _AB = t _B2 -t _{A1 is formed} . Then the local clock of node A is t _A2 . In the same way, node B can send a time stamp to node A at local time t _B3 and t _A3, respectively, which is received by node A at local time t _A4 and t _B4, respectively. The observation pseudorange p _BA = t _A4 -t _B3 is formed in the receiver of node A. The following relations are then applied:

ΔT=t_A-t_B, ΔT = t _A -t _B,

t_A4=t_B4+ΔT,t _A4 = t _B4 + ΔT,

t_A2=t_B2+ΔT,t _A2 = t _B2 + ΔT,

t_A2=t_A1+d_AB,link, t _A2 = t _A1 + d _{AB, link,}

t_B4=t_B3+d_BA,link,t _B4 = t _B3 + d _{BA, link} ,

где d_AB,link и d_BA,link являются задержками передачи от узла А к узлу В и, соответственно, наоборот. Тогда предполагаемая временная ошибка ΔTE между узлами А и В может быть выражена так:where d _{AB, link} and d _{BA, link} are transmission delays from node A to node B and, accordingly, vice versa. Then the estimated temporary error ΔTE between nodes A and B can be expressed as follows:

$Δ T E = \frac{p_{B A, l i n k} - p_{A B, l i n k}}{2} = Δ T + \frac{d_{B A, l i n k} - d_{A B, l i n k}}{2}$

,

Δ T E = \frac{p_{B A, l i n k} - p_{A B, l i n k}}{2} = Δ T + \frac{d_{B A, l i n k} - d_{A B, l i n k}}{2}

,

в то время как время кругового прохождения (RTT) может быть выражено так:while round-trip time (RTT) can be expressed as:

RTT=d_BA,link+d_AB,link=p_BA,link+p_AB,link.RTT = d _{BA, link} + d _{AB, link} = p _{BA, link} + p _{AB, link} .

Двусторонняя передача времени основана на двунаправленном обмене информацией о времени между парами интерфейсов. В основном режиме работы распространение задержек по каналу, d_AB,link и d_BA,link соответственно, может считаться симметричным и может быть рассчитано из измеренного время кругового прохождения (RTT), которое есть суммой задержки передачи соединений узлов канала А и В, d_AB,link и d_BA,link соответственно:Two-way time transfer is based on a bi-directional exchange of time information between pairs of interfaces. In the main mode of operation, the propagation of delays along the channel, d _{AB, link} and d _{BA, link,} respectively, can be considered symmetrical and can be calculated from the measured round-trip time (RTT), which is the sum of the transmission delay of the connections of the channel nodes A and B, d _{AB , link} and d _{BA, link} respectively:

$d_{A B, l i n k} = d_{B A, l i n k} = \frac{R T T}{2}$

d_{A B, l i n k} = d_{B A, l i n k} = \frac{R T T}{2}

В случае асимметричных задержек передачи, т.е. d_AB,link≠d_BA,link, для учета измеренной асимметрии может быть использована постоянная калибровки c_asym:In the case of asymmetric transmission delays, i.e. d _{AB, link} ≠ d _{BA, link} , to account for the measured asymmetry, a calibration constant with _asym can be used:

d_AB,link=RTT×c_asymandd_BA,link=RTT×(1-c_asym),d _{AB, link} = RTT × c _asym andd _{BA, link} = RTT × (1-c _asym ),

где 0<c_asym<1 и c_asym=0,5 для симметричной задержки передачи. Определение постоянной калибровки c_asym требует знаний времени кругового прохождения (RTT) и асимметричной ошибки ΔЕ, которая известна, когда канал работает, а оба узла получают правильное время от других источников времени, а не от калибруемого канала. Асимметричная ошибка ΔЕ формируется из выражения ΔТЕ при условии, что t_A=t_B, в таком случае мы получим:where 0 <c _asym <1 and c _asym = 0.5 for symmetric transmission delay. Determining the constant calibration with _asym requires the knowledge of the round- _trip time (RTT) and the asymmetric error ΔЕ, which is known when the channel is working, and both nodes receive the correct time from other time sources, and not from the calibrated channel. The asymmetric error ΔЕ is formed from the expression ΔТТ provided that t _A = t _B , in which case we get:

$Δ E = \frac{p_{B A, l i n k} - p_{A B, l i n k}}{2} = \frac{d_{B A, l i n k} - d_{A B, l i n k}}{2}$

Δ E = \frac{p_{B A, l i n k} - p_{A B, l i n k}}{2} = \frac{d_{B A, l i n k} - d_{A B, l i n k}}{2}

..

Поскольку сумма d_AB,link и d_BA,link известна как RTT, d_AB,link и d_BA,link могут быть рассчитаны какSince the sum of d _{AB, link} and d _{BA, link is} known as RTT, d _{AB, link} and d _{BA, link} can be calculated as

d_AB,link=RTT/2-ΔE и d_BA,link=RTT/2+ΔE.d _{AB, link} = RTT / 2-ΔE and d _{BA, link} = RTT / 2 + ΔE.

Исходя из того, что значение c_asym просто рассчитать из обоих d_AB,link и d_BA,link, значения станут:Based on the fact that the value of c _{asym is} easy to calculate from both d _{AB, link} and d _{BA, link, the} values will become:

$c_{a s y m} = \frac{d_{A B, l i n k} / R T T = 1 - d_{B A, l i n k} / R T T = - 1 / 2 - Δ E}{R T T}$

c_{a s y m} = \frac{d_{A B, l i n k} / R T T = one - d_{B A, l i n k} / R T T = - one / 2 - Δ E}{R T T}

Входные и выходные задержки интерфейса d_AB,out и d_BA,in соответственно, используются при выражении задержек передачи, какThe input and output delays of the interface d _{AB, out} and d _{BA, in,} respectively, are used when expressing transmission delays, as

d_AB=d_A,out+d_AB,link+d_B,in,d _AB = d _{A, out} + d _{AB, link} + d _{B, in} ,

где d_AB,link является задержкой передачи соединений узлов канала А и В.where d _{AB, link} is the transmission delay of the connections of the nodes of channel A and B.

Соответствующее отношение относится и к d_BA. Компенсирующие значения d_AB,link и d_BA,link могут быть рассчитаны из d_AB и d_BA какThe corresponding ratio applies to d _BA . The compensating values d _{AB, link} and d _{BA, link} can be calculated from d _AB and d _BA as

d_AB,link=d_AB-d_A,out-d_B,in и d_BA,link=d_BA-d_B,out-d_A,in.d _{AB, link} = d _AB -d _{A, out} -d _{B, in} and d _{BA, link} = d _BA -d _{B, out} -d _{A, in} .

Наблюдаемый псевдодиапазон, таким образом, становится после компенсации:The observed pseudorange thus becomes after compensation:

p_AB,link=p_AB-d_A,вых-d_B,in и p_BA,link=p_BA-d_B,out-d_A,in. p _{AB, link} = p _AB -d _{A, out} -d _{B, in} and p _{BA, link} = p _BA -d _{B, out} -d _{A, in.}

Как описано выше со ссылкой на Фиг.3, в DTM транспорте используются фиксированные размеры длительности кадра 125 мкс. Таким образом, шкала локального времени узла может быть установлена делением шкалы времени с использованием однообразного увеличения целого и значения, представляющего долю 125 мкс периодических часов, которые могут представлять шкалу времени, например, международного атомного времени (TAI) или другие подходящие временные шкалы. Для узла А, например, шкала локального времени может быть выражена так:As described above with reference to FIG. 3, DTM vehicles use fixed frame duration sizes of 125 μs. Thus, the node local time scale can be set by dividing the time scale using a uniform increase in the integer and a value representing a fraction of 125 μs of periodic hours, which can represent a time scale, for example, International Atomic Time (TAI) or other suitable time scales. For node A, for example, the local time scale can be expressed as follows:

t_A=(n_A+frac_A)×125µs.t _A = (n _A + frac _A ) × 125µs.

Соответствующее отношение применимо к локальному времени узла В:The corresponding relation applies to the local time of node B:

t_B=(n_B+frac_B)×125µs.t _B = (n _B + frac _B ) × 125µs.

Временные метки, принятые со стороны приемника, будут состоять из целой части n_A и n_B дробного значения, также как дробных значений frac_A и frac_B разрешения для получения непрерывной шкалы времени высокого разрешения. Использование начала кадра на передающей стороне начинается при frac_A=0, так что не требуется передача определенного дробного времени между узлами. Аппаратная задержка от начала кадра узла до начала кадра на коннекторе оборудования содержится в выходной задержке d_A,out и d_B,out для узла А и В соответственно. Подобным образом задержка от входного коннектора до фактического точного измерения разрешения дробных значений содержится в измерениях, учитывая высокое разрешение и низкие значения джиттера по сравнению с распределением временных меток пакетных сообщений, как было сделано в уровне техники (например, NTP)The timestamps received by the receiver will consist of the integer part n _A and n _{B of the} fractional value, as well as the fractional values of frac _A and frac _B resolution to obtain a continuous high-resolution time scale. The use of the beginning of the frame on the transmitting side begins with frac _A = 0, so that the transmission of a certain fractional time between nodes is not required. The hardware delay from the beginning of the node frame to the beginning of the frame on the equipment connector is contained in the output delay d _{A, out} and d _{B, out} for node A and B, respectively. Similarly, the delay from the input connector to the actual accurate measurement of the resolution of fractional values is contained in the measurements, given the high resolution and low jitter values compared to the distribution of time stamps of packet messages, as was done in the prior art (for example, NTP)

Дополнительно, наблюдения за псевдодиапазоном p_AB и p_BA в дробной форме выражены следующим образом:Additionally, observations of the pseudo-range p _AB and p _BA in fractional form are expressed as follows:

p_AB=(N_B2+frac_B2-n_A1)×125µs,p _AB = (N _B2 + frac _B2 -n _A1 ) × 125µs,

p_BA=(n_A4+frac_A4-n_B3)×125µs.p _BA = (n _A4 + frac _A4 -n _B3 ) × 125µs.

Рассчитанная временная ошибка ΔТЕ требует, чтобы узел произвел сдвиг частоты так, что временная ошибка стала равна 0. Большая часть ΔТЕ, т.е. кратные 125 мкс, может быть откорректирована грубой регулировкой локальных часов 404. Остальная часть ΔТЕ может либо привести фазу локальных часов к выравниванию времени так, что они работают в режиме абсолютного времени. Альтернативный подход может принять оставшуюся временную ошибку как коэффициент сдвига ТЕО (инициируя его с ΔТЕ, при достижении синхронизации) и сделать петлю временной синхронизации на относительную временную ошибку TER=ΔТЕ-ТЕО. ТЕ0 для узла должна быть передана одновременно со временем от узла так, что любой приемник времени мог откорректировать ТЕ0 для удаленного узла. Полная относительная погрешность времени TER=ΔТЕ-TE0_L+TEO_R, где TE0_L и TEO_R являются коэффициентами сдвига для локального узла и удаленного узла соответственно.The calculated temporary error ΔТЕ requires that the node performs a frequency shift so that the temporary error becomes equal to 0. Most of ΔТЕ, i.e. multiples of 125 μs, can be adjusted by coarse adjustment of the local clock 404. The rest of ΔТЕ can either lead the local clock phase to time equalization so that they operate in absolute time mode. An alternative approach can take the remaining time error as the TEO shift coefficient (initiating it with ΔТE when synchronization is achieved) and make a time synchronization loop by the relative time error TER = ΔТЕ-TEO. TE0 for the node must be transmitted simultaneously with the time from the node so that any time receiver could adjust TE0 for the remote node. The total relative time error is TER = ΔTE-TE0 _L + TEO _R , where TE0 _L and TEO _R are the shift factors for the local node and the remote node, respectively.

В обычной сети DTM аппаратные часы DTM (DEC) задают 8 кГц временной синхронизации, полученной от входящих интерфейсов, как выбрано DSYP. В сети DTV, использующей двустороннюю Передачу Времени, измерение фазы петли DEC фазовой синхронизации теперь требует включения разницы во времени между локальным и удаленным узлами в порядке устранения 125 мкс погрешности между узлами. Это превращает функциональность DEC в петлю временной синхронизации (TLL).In a typical DTM network, the DTM hardware clock (DEC) sets the 8 kHz time clock received from the incoming interfaces, as selected by DSYP. In a DTV network using two-way Time Transfer, measuring the phase synchronization loop DEC phase-locked loop now requires the inclusion of a time difference between the local and remote nodes in order to eliminate 125 μs of error between the nodes. This turns the DEC functionality into a time synchronization loop (TLL).

Специалисту в данной области техники понятно, что представленное изобретение никоим образом не ограничивается вариантами, описанными выше. Напротив, в рамках прилагаемой формулы возможны многие модификации и изменения. Например, варианты осуществления изобретения могут быть основаны на сетевых технологиях, отличных от DTM.One skilled in the art will recognize that the present invention is in no way limited to the options described above. On the contrary, in the framework of the attached formula, many modifications and changes are possible. For example, embodiments of the invention may be based on network technologies other than DTM.

Claims

1. A node for a synchronous network, the specified node contains:
an interface configured to connect said node to at least one neighboring node via an isochronous transport channel for transmitting and receiving periodic frames containing user data,
hours to set local time and
a time synchronization loop configured on the basis of the received information about the remote time via the specified interface and local time information, synchronization of the specified clock with the clock of at least one neighboring node,
where through said periodic frames, said information about remote and local time is exchanged between said node and at least one neighboring node.

2. The node according to claim 1, where the local time information and the remote time information are used in a two-way Time Transfer method.

3. The node according to claim 2, where the specified time synchronization loop is configured to synchronize the specified clock with the clock of at least one neighboring node, using the time difference calculated from the remote information and local time information.

4. The node according to claim 1, where the specified interface is additionally configured to select, according to the synchronization topology of the synchronous network, at least one neighboring node as the source of information about the remote time.

5. The node according to claim 1, where the synchronous network is a network with a dynamic synchronous transmission mode, DTM.

6. A node according to any one of claims 1 to 5, wherein said clock for establishing local time is initially synchronized using a phase synchronization loop to obtain a frequency and a stable phase, and wherein said clock for establishing local time is initialized by a remote clock by reassignment.

7. A synchronous network, including many nodes according to any one of claims 1 to 6, the specified many nodes are connected by isochronous transport channels and configured to adapt the network synchronization topology to synchronize many nodes with the main node by bi-directional time information exchange via the indicated isochronous transport channels.

8. A node method in a synchronous network including a plurality of nodes, each node is connected via an interface with at least one neighboring node of the indicated many nodes via an isochronous transport channel for transmitting and receiving periodic frames containing user data, the method includes the steps of:
receiving through the specified interface information about remote time from at least one of the neighboring nodes;
directing through the specified interface local time information to at least one neighboring node and
synchronization using information about the remote time and local time, the clock of the specified node with the clock of at least one of the neighboring nodes, where for each node through periodic frames the specified information about the remote and local time is exchanged between the specified node and the specified at least one neighboring knot.

9. The method of claim 8, where the local and remote time information is used in the two-way time transmission method.

10. The method according to claim 9, where at the stage of synchronizing the clock of the specified node with the clock of at least one of the neighboring nodes, the time difference calculated from the information about the remote and local time is used.

11. The method of claim 8, further comprising the step of selecting, according to the synchronization topology of the synchronous network, at least one neighboring node as a remote time information source.

12. The method of claim 8, where the synchronous network is a network with a dynamic synchronous transmission mode, DTM.

13. The method of a synchronous network containing many nodes, the specified many nodes are connected by isochronous transport channels, this method includes the steps of:
adapt the network synchronization topology and
synchronization of multiple nodes with the main node through a bi-directional exchange of time information through periodic frames containing user data on isochronous transport channels.

14. The synchronous network method of claim 13, further comprising:
in a separate node, temporary multiplexing of time information from a plurality of nodes connected to said node; and subsequently
synchronization of the time-multiplexed time information with the specified main node in the specified separate node.